Das Geheimnis des Alterns

Kosten-Nutzen-Abwägung

Die dritte große Theorie, die „Disposable-Soma-Theorie“, hat der britische Biologe und Gerontologe Tom Kirkwood 1977 aufgestellt. Dabei geht es darum, wie ein Organismus seine begrenzten Ressourcen am besten verteilen kann. Über die Zeit sammeln die Zellen des Körpers Mutationen und Fehlfunktionen an. Die Kosten dafür, diese zu reparieren und den Körper im Originalzustand zu erhalten, sind sehr hoch. Es lohnt sich daher mehr, in die Fortpflanzung zu investieren und somit die eigenen Genvarianten immer weiterzugeben, statt Fehler in den eigenen Zellen zu reparieren.

Basis für die Altersforschung

Die drei Theorien schließen sich gegenseitig nicht aus und haben auch einige Annahmen gemeinsam. So würde sowohl laut der „Disposable-Soma-Theorie“ als auch laut der „Theorie der antagonistischen Pleiotropie“ die Lebensspanne einer Art kürzer, wenn sich die Fruchtbarkeit erhöht und anders herum. Und alle drei Theorien gehen von Folgendem aus: Wenn Lebewesen eher durch äußere Einflüsse wie Krankheiten oder Raubtiere sterben, sollte sich im Laufe der Evolution eine kürzere Lebensspanne entwickeln. Wenn die Bedrohung von außen groß ist, leben die wenigsten Lebewesen lange. Es gibt somit keinen evolutionären Druck, die Gene so zu verändern, dass Organismen lange leben oder langsam altern.

Viele Studien stützen die drei großen Theorien. So untersuchte etwa der Biologe Steven Austad eine Opossumart, die sowohl auf einer Insel als auch dem Festland vorkam. Die Insel-Population hatte sich vor mehreren Tausend Jahren abgespalten. Die Opossums dort waren weniger Raubtieren ausgesetzt als auf dem Festland. Sie alterten langsamer, überlebten eher und hatten weniger Junge in einem Wurf. Wie von den drei großen Theorien vorhergesagt, ging also hier eine verminderte Bedrohung mit einer längeren Lebensspanne einher. Die längere Lebensspanne wiederum ging Hand in Hand mit einer geringeren Fruchtbarkeit.

Tiere, die fliegen können, sind vermutlich weniger Raubtieren und Krankheiten ausgesetzt als jene, die am Boden oder im Wasser leben. Denn die Luft ist wesentlich weniger dicht bevölkert als die Erde. Tatsächlich zeigte eine vergleichende Studie mit 64 Fledermausarten, dass deren maximale Lebensspanne 3,5-mal höher ist als die von vergleichbaren Tieren, die nicht fliegen können. Eine besonders lange Lebensspanne hatten Fledermäuse, die zusätzlich schützende Höhlen nutzen, etwa um zu überwintern. Auch Vögel leben etwa dreimal länger als Säugetiere mit einer vergleichbaren Körpergröße. Und Tiere, die im Schutz des Waldes leben, haben generell eine längere Lebensspanne als solche, die außerhalb von Wäldern leben, zeigte eine Studie mit 776 Säugetierarten. Ausnahmen waren hier Primaten und ihre nahen Verwandten sowie Beuteltiere. Giftige Fische, Reptilien und Amphibien haben häufiger eine lange Lebensspanne als nicht giftige, wie eine vergleichende Studie mit 1193 Tierarten herausfand.

Altersforschung bei Menschen

Ob die Theorien auch auf Menschen zutreffen, ist schwer zu sagen. Altern wir langsamer, wenn wir uns nicht fortpflanzen? „Es ist schwer, das bei Menschen zu untersuchen. Es gibt verschiedene Gründe, warum Menschen sich nicht fortpflanzen. So können wir Menschen unsere Fortpflanzung etwa auch durch Verhütung regulieren. Es wäre schwer, einen direkten Zusammenhang zu zeigen, etwa zwischen der Anzahl an Nachkommen und der Lebensspanne“, sagt Altersforscher Deelen.

Die Studien dazu zeigen gemischte Ergebnisse. Forschende um Ralf Kaptijn von der Vrije Universiteit Amsterdam etwa untersuchten Daten von 6359 Frauen, die zwischen 1850 und 1910 in den Niederlanden geboren wurden. In dieser Zeit sank die Sterblichkeit durch infektiöse Krankheiten rapide. Die Forschenden fanden keine Belege für einen Zusammenhang zwischen Fruchtbarkeit und der Lebensspanne nach der Fortpflanzung.

Forschende um Chen-Hao Hsu von der Universität Bamberg untersuchten in einer weiteren Studie genealogische Daten, die sie mithilfe von Crowdsourcing gesammelt hatten. Der Datensatz umfasste 81.924 Frauen und 103.642 Männer aus 16 europäischen Ländern, die zwischen 1601 und 1910 geboren wurden. Die Analysen der Forschenden zeigten, dass mehr Kinder zu haben, die Lebensspanne verkürzte. Der Datensatz hatte allerdings einige Begrenzungen, so konnten die Forschenden etwa die Effekte von Gesundheit und sozioökonomischem Status nicht miteinbeziehen.

Mehr als eine Theorie

Dass die drei großen Theorien zum Altern nicht die ganze Antwort sein können, zeigen Studien, die ihren Vorhersagen widersprechen. Nicht bei allen Tieren etwa geht eine hohe Fruchtbarkeit auch mit einer kürzeren Lebensspanne einher. Ameisenköniginnen sind gleichzeitig sehr fruchtbar und langlebig. Königinnen in Nacktmullkolonien werden genauso alt wie die Arbeiter, bleiben dabei bis ins Alter fruchtbar und können bis zu 900 Junge gebären. Bei der Amerikanischen Sumpfschildkröte und der Zierschildkröte legen ältere Weibchen mehr Eier als jüngere. Auch Tiere, die durch ihre überragende Regenerationsfähigkeit fast unsterblich sind, wie der Süßwasserpolyp Hydra oder bestimmte Plattwürmer, stellen die klassischen Theorien vor Herausforderungen.

Forschende um Owen R. Jones vom Max-Planck Odense Center für Biodemographie des Alterns in Dänemark haben für eine Studie die Sterblichkeit und Fortpflanzung von einer breiten Vielfalt von Arten untersucht. Sie wählten elf Säugetierarten, zwölf andere Wirbeltierarten, zehn Wirbellose, zwölf Gefäßpflanzen- und Grünalgen-Arten. Während die klassischen Theorien vorhersagen, dass, sobald Lebewesen ausgewachsen sind, die Sterblichkeit zunimmt und die Fruchtbarkeit abnimmt, beobachteten die Forschenden bei den untersuchten Arten alle möglichen Konstellationen. Manche waren zu einer bestimmten Zeit besonders fruchtbar, manche ihr ganzes Leben lang, manche wurden im Laufe des Lebens fruchtbar. Auch die Sterblichkeit stieg zwar bei manchen Arten mit dem Alter, bei anderen blieb sie aber konstant, bei wieder anderen sank sie sogar. Und: Sterblichkeit und Fruchtbarkeit verhielten sich bei den verschiedenen Arten sehr unterschiedlich zueinander.

Was braucht es also, um herauszufinden, warum beinah alle Lebewesen altern? Deelen berichtet von Gesprächen mit anderen Forschenden. „Wir diskutieren darüber, dass wir jetzt die Theorien systematisch testen müssen und entweder belegen oder widerlegen. Dazu kommt: Keine Theorie passt perfekt zu allen Organismen. Es gibt immer Ausnahmen, und das macht es schwierig. Man muss herausfinden, welche das sind.“ //